Nagynyomású gömbcsapok karimás kötéseinek optimális előfeszítése
Nagynyomású gömbcsapok karimás kötéseinek optimális előfeszítése
Gróza Márton MSc I. évf.,
e-mail: grozamarton@gmail.com
Konzulens: Kollár György, Gép—és terméktervezés tanszék
e-mail: kolgyuri@eik.bme.hu
A dolgozat célja egy végeselemes módszeren alapuló méretezési és ellenőrzési módszer megalkotása a nagynyomású gömbcsapok házkarima csavarkötéseinek méretezésére. Ennek szükségességét a szabványos eljárások alkalmatlansága indokolja.
A nagynyomású gömbcsapok házkarima kötéseire alkalmazható szabványos méretezési eljárások (EN 12516, EN 1591-1 és ASME Section VIII) nem adnak támpontot a csavarok előfeszítésének szükséges mértékére. Az ilyen típusú házkarima kötések jellemzően O-gyűrűs tömítéssel rendelkeznek, így az általában iránymutató előfeszítő erő és a minimális tömítő erő sem nyújt megfelelő kiindulópontot. Felmerül a kérdés, mennyire érdemes tehát előfeszíteni egy ilyen gömbcsapban a házkarima csavarokat?
Bevezetésként a munka összefoglalja a karimás kötések általános jellemzőit és alapvető típusait, majd a gömbcsapokon megtalálható karimás kötések jellemzőinek és főbb méretezési szempontjainak ismeretében értékeli a szabványos méretezési eljárásokat. A mérnöki gyakorlatban leginkább elterjedt szabványos eljárások alapját képező Taylor Forge módszer elhanyagolásainak ismeretében nyilvánvalóvá válik a numerikus analízis szükségessége a probléma megoldásához.
A dolgozat több lehetséges geometriai kialakítás végeselemes számítási eredményei alapján meghatározza az optimális csavar-előfeszítés mértékét, a kötést lazító belső nyomásból származó erő függvényében.
Az eredményeket szolgáltató végeselemes modell a gömbcsapok általános szilárdsági analíziséhez használt modellhez képest jelentős egyszerűsítéseket tartalmaz. Így nem csak a modell egyszerűbb és áttekinthetőbb, hanem pontosabb és könnyebben értelmezhető eredményeket kaphatunk a számításokból. A szerző a modell felépítésének részletes bemutatásával lehetővé teszi a számítások teljes reprodukálhatóságát is.
A vizsgálatok legfontosabb megállapítása az, hogy a karimacsavarok optimális előfeszítésének mértéke egyértelműen meghatározható. Az O-gyűrűs tömítéssel rendelkező gömbcsap házkarima csavarjainak ideális előfeszítése a belső nyomásból származó lazítóerő másfélszerese. A dolgozat az optimális érték helyességét a karimás kötés lelazulási folyamatával és a karimacsavarok teherbírásával egyaránt alátámasztja.
Irodalom:
1. Taylor Forge & Pipe Works. 1964. Modern Flange Design – Bulletin 502 – Edition VII
2. EN13445-3, Unfired Pressure vessels, Part 3 – Design [szabvány]
3. EN1591-1:2001 Flanges and their joints — Design rules for gasketed circular flange connections Part 1: Calculation method [szabvány]
4. ASME Section VIII Division 1 – Unfired Pressure Vessels [szabvány]
5. Szántay, Budapest 1966. Vegyipari készülékek szerkesztése [szakkönyv]
6. Bodor, Szabó, Budapest 1982. Nyomástartó berendezések szilárdsági méretezése [szakkönyv]
7. Kollár: Gépészeti szerkezetek tervezése – Gyakorlati útmutató [oktatási segédanyag]
szerző
-
Gróza Márton
gépészmérnöki
nappali alapszak
konzulens
-
Kollár György
, (külső)
